“新工科”背景下PBL教学模式在“食品理化分析”课程中的应用

别子俊，陈 阳，黄爱兰，司友琳，杨俊松

（1.蚌埠医学院公共基础学院，安徽蚌埠 233030；2.蚌埠医学院药学院，安徽蚌埠 233030）

食品质量与安全作为近年来快速发展的新型工科专业，也紧跟“新工科”建设的步伐，将培养创新综合应用型人才作为专业主要培养目标之一。在新形势发展需求下，需从教育教学方法、课程体系、教学内容、产学研合作和创新创业等多个方面进行改革[1]。其中，教育教学方法改革对培养创新综合应用型人才具有重大意义。

“食品理化分析”是一门以“食品化学”“仪器分析”“分析化学”等课程为基础，采用新型分离分析技术，研究涉及食品安全的相关物质和食品营养成分的理化检验过程的综合应用型课程，是食品质量与安全专业的主干课程之一[2]。目前，“食品理化分析”课程多为讲授式教学，教师作为教学过程的主体，对学生灌输知识，而学生被动获取知识，难以培养学生的自主思辩能力和知识综合应用能力，不利于培养创新型综合应用人才[3]。因此，对“食品理化分析”课程教学方法的改革尤为迫切。对新型教学模式——PBL教学模式在“食品理化分析”课程实践教学中的应用进行了探讨。

1 PBL教学模式介绍

Problem-Based Learning（PBL），即以问题为基础的教学方法。美国神经病学教授Howard Barrows在1969年提出PBL教学模式，并在加拿大Mc Mas ter大学医学院全面实施[4]。此后，PBL教学模式在大学教育的各个领域中广泛应用[5-7]。PBL教学模式是一种教师通过提问引导学生自主思考、分析并解决问题的教学方法。教师以提问的方式辅导学生，学生通过自主查阅资料、分小组交流讨论等方式获取知识，在此过程中培养学生的自主学习、综合思辨、交流协作和创新创造能力。

2 PBL教学模式实施

在“食品理化分析”课程中，PBL教学过程大致可以分为设计案例与问题（教师）、查阅文献资料（学生）、分小组讨论交流（学生）、解决问题（教师、学生）、归纳与总结（教师、学生）、评价反馈（教师、学生）等几个部分。

“食品理化分析”课程PBL教学模式实施流程见图1。

图1 “食品理化分析”课程PBL教学模式实施流程

以“保健食品功效成分检验”为例，首先设计以下问题：①什么是保健食品？②保健食品具有哪些功效成分？③这些功效成分在保健食品中分别起到什么样的保健功能？④常用的保健食品功效成分检验方法有哪些？⑤请选择其中一种保健食品功效成分，参考国标和文献资料，调研其常用检验方法的原理、步骤、注意事项等。这些问题的设计以教学大纲中的教学重点和难点为基准，以与学科发展相关的科学前沿问题为扩展，问题与问题之间相互关联、层层递进，且问题的难易度要适中，使学生保持良好学习积极性。相关问题和资料需提前1～2周提供给学生。学生根据教师提供的问题和资料，利用课余时间预习教材中的相关章节内容，熟悉基本知识，再通过图书馆和网络资源查找收集相关资料，学习相关扩展知识，提出初步解决方案。课堂上，组织学生分组进行讨论，一般以6～8人为一组，选出小组长，由组长带领大家进行讨论，教师适当引导学生深入分析问题，对得出的结论进行归纳验证，学生在互相交流的过程中锻炼对知识的掌握与应用能力、协同合作能力和表达能力等，整个讨论过程由组长作详细记录。讨论结束后，每组需给出完整的问题解决方案，并在课堂上公开发表，再由其他学生提问补充，最后由教师点评。课后，各组根据课堂上的讨论情况及教师点评情况反思，并提交书面总结报告，教师根据各组学生课堂表现和书面总结报告进行评价。

3 PBL教学模式考核

传统考核体系中，学生成绩由2个部分组成，即期末考试成绩和平时成绩，其中平时成绩由作业、课堂表现、出勤率等组成，而传统考核体系不足以评价PBL教学模式中学生的学习情况。综合考虑，“食品理化分析”课程考核方式如下：第一部分是期末考试成绩，占比40%；第二部分是PBL考核成绩，占比40%；第三部分是平时成绩，占比20%。在这种考核方式下，新增了PBL考核成绩，且占重要比例。学生自评、组内学生互评和教师评价3个部分组成PBL考核成绩。前2项通过问卷调查开展，最后一项以每位学生在课堂讨论中的表现、问题解决过程中的贡献和提交的书面总结报告为依据评定。

4 PBL教学效果

PBL教学效果从2个方面反馈，即问卷调查和考试结果。为了保证反馈结果的公正性和全面性，将2016级食品质量与安全专业76位学生分为对照班（38人） 和实验班（38人），前者以讲授式教学模式授课，后者以多样化教学模式（讲授式与PBL）授课，2个班由相同教师授课。课程结束后，针对PBL教学模式的培养目标对实验班开展问卷调查。另外，对所有学生进行统一期末考试，考试内容一致，根据考题特点，分为“回忆”“解释”“应用”和“综合”4种题型，并分析2个班学生不同题型得分率。

PBL教学实验班问卷调查结果见表1。

表1 PBL教学实验班问卷调查结果/%

在实验班中，认为PBL教学模式总体有效的学生占84.2%。学生通过课前准备提高相关文献和信息的检索能力，通过课堂讨论提高分析问题和解决问题的能力，通过课堂汇报提高语言表达能力，通过组内讨论提高交流和团队协作能力，通过提交书面报告提高归纳总结能力，同时在此过程中，学生的知识综合应用能力和相关知识面都得到了提升。问卷调查结果显示，在“食品理化分析”课程中应用PBL教学模式能起到积极作用。

实验班与对照班闭卷考试成绩比较见表2。

表2 实验班与对照班闭卷考试成绩比较

由表2可知，从平均分、优秀率和及格率来看，实验班的整体成绩要优于对照班。从不同题型得分率来看，对于“回忆”和“解释”类题型，实验班学生得分率比对照班略高。“回忆”和“解释”类题型主要针对基本理论知识的记忆与简单运用，实验班和对照班的学生基本都能通过单纯的记忆掌握基本理论知识和用基本理论知识简单地分析问题，但是实验班的学生对基本理论知识的记忆更全面、更准确，且分析问题的能力更强。而对于“应用”和“综合”类题型，实验班学生得分率明显更高。“应用”类题型主要针对简单的食品理化检验案例进行分析，例如应用所学的检验方法分析食品样品中的某一种营养成分。“综合”类题型主要针对复杂的食品理化检验案例进行分析，例如结合食品安全问题案例设计合理的检验方法等。实验班学生明显对于理论知识联系实际案例的能力更强，能够系统运用基本理论知识分析问题，并给出合理的解决方案。综上所述，学生在经过PBL教学训练后，能够更加系统深入地掌握基本理论知识，并通过理论联系实际来分析、解决问题。

5 PBL教学模式评价

5.1 优点

PBL教学效果反应出新型教学模式的实施有利于培养学生各方面的能力，包括：①学生的学习兴趣得到激发，学习态度更加积极主动；②获取知识的方式、来源多样化，学生接触知识面更全面、更系统、更深入；③在分析和解决问题的过程中，逻辑思维能力和知识应用能力得到训练，为今后从事食品理化检验相关工作做好准备；④课堂讨论和汇报的参与培养了学生语言表达和综合思辨能力；⑤小组式学习有利于培养团队协作能力和人际关系处理能力。总之，PBL教学过程对学生的培养不仅体现在专业相关技能，更重要的是培养了学生的个人能力和综合素质，符合培养优质创新综合应用型人才的目标。

5.2 存在的问题

在PBL教学过程中，也存在一些问题。首先，在教师层面，PBL教学要求教师要具有强大的知识储备量，以应对学生可能提出的问题，并且要具有良好的组织协调能力和课堂掌控能力。而且由于受到学时数的限制，“食品理化分析”课程无法始终使用PBL教学，所以要求教师根据经验选取适合PBL教学的授课内容，其他章节还需用传统讲授法教学。然后，在学生层面，PBL教学需要学生做好充分的课前准备，学生需要花费很多时间和精力完成，可能会削弱他们的学习积极性。另外，PBL教学课堂多以小组讨论模式进行，有些学生抱着侥幸心理依赖他人，在课堂讨论中消极对待，此时教师需主动与其进行互动，积极引导，调动其积极性。最后，在学校层面，PBL教学适宜小班上课，而且为了学习的连贯性，最好1个小班始终由1位教师负责，这就要求学校投入更多的教室、多媒体等硬件资源，以及师资力量等软件资源。而且，学校应该提前做好PBL教学培训，使教师和学生提前适应PBL教学过程，尤其是对于学生，已经养成了传统教学模式下被动学习的习惯，教学模式的转变会引起学生的抵触心理。

6 结语

PBL教学模式在“食品理化分析”课程中的应用已经取得了初步的成效，学生经过PBL教学后，不仅学习成绩有显著的提高，更重要的是培养了自主学习、综合思辨、交流协作和创新创造的能力。目前，“食品理化分析”课程中应用PBL教学模式还处于初期摸索阶段，仍然存在一些问题。解决这些问题，使PBL教学模式在“食品理化分析”课程中发挥更好的效果，还需要进行深入的研究。